[發(fā)明專利]考慮可再生能源出力不確定性的電壓控制策略優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910581666.3
• 申請(qǐng)日: 2019-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110350541B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝云云;黃詳淇;劉琳;郭偉清;谷志強(qiáng);李德正;楊正婷;殷明慧;卜京;姚娟;張俊芳;鄒云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/16
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/16;H02J3/28;H02J3/46
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮可再生能源出力不確定性的電壓控制策略優(yōu)化方法，綜合考慮可再生能源出力和儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)度成本，以電壓偏移量最小和控制設(shè)備調(diào)度成本最小為目標(biāo)函數(shù)，建立考慮可再生能源出力不確定性的單時(shí)步優(yōu)化模型；運(yùn)用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式對(duì)單時(shí)步優(yōu)化模型進(jìn)行線性化處理；將線性處理后的模型轉(zhuǎn)化為雙層魯棒優(yōu)化模型，再運(yùn)用強(qiáng)對(duì)偶理論轉(zhuǎn)換為單層魯棒優(yōu)化模型，求解得到可再生能源無(wú)功和有功出力以及儲(chǔ)能設(shè)備出力；對(duì)系統(tǒng)內(nèi)可再生能源的無(wú)功出力和儲(chǔ)能設(shè)備的充電電量進(jìn)行調(diào)度。本發(fā)明在可再生能源出力波動(dòng)時(shí)最大程度的穩(wěn)定各節(jié)點(diǎn)電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種考慮可再生能源出力不確定性的電壓控制策略優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

為了滿足急劇增長(zhǎng)的電力需求緩解環(huán)境壓力，以可再生能源為動(dòng)力的分布式電源和儲(chǔ)能電源開(kāi)始大規(guī)模接入電網(wǎng)，傳統(tǒng)配電網(wǎng)也因此開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)配電網(wǎng)。然而分布式電源的大規(guī)模接入將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)電壓控制問(wèn)題。首先，分布式電源可能會(huì)引起雙向潮流從而導(dǎo)致饋線上電壓升高。其次，可再生能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性以及配電網(wǎng)的低X/R比也會(huì)導(dǎo)致電壓波動(dòng)。因此，只依賴于傳統(tǒng)的電壓控制設(shè)備及調(diào)度策略無(wú)法對(duì)電壓進(jìn)行有效的控制。

現(xiàn)有的研究中，通過(guò)協(xié)調(diào)分布式電源與傳統(tǒng)電壓控制設(shè)備的配合對(duì)電壓進(jìn)行控制。然而，多數(shù)研究是基于確定性模型，將分布式電源出力當(dāng)做確定值，以功率損耗最小、分布式電源有功出力最大為目標(biāo)函數(shù)，考慮有功出力約束、無(wú)功出力約束、電壓約束等，直接求解非線性優(yōu)化模型或運(yùn)用智能算法如多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行求解。上述基于確定性模型的研究忽略了可再生能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)電壓控制的影響，故確定性方法的有效性有待進(jìn)一步提高。也有一部分文獻(xiàn)考慮了分布式電源出力的不確定性，但都基于風(fēng)速概率密度函數(shù)及概率分布曲線來(lái)估算出不同風(fēng)速下的有功出力上限，然后運(yùn)用隨機(jī)優(yōu)化模型、機(jī)會(huì)優(yōu)化方法或蒙特卡洛方法來(lái)處理變量的不確定性。這種處理方法在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)有很大的問(wèn)題，與風(fēng)機(jī)實(shí)際出力有很大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種考慮可再生能源出力不確定性的電壓控制策略優(yōu)化方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種考慮可再生能源出力不確定性的電壓控制策略優(yōu)化方法，包括如下步驟：

步驟1、綜合考慮可再生能源出力和儲(chǔ)能系統(tǒng)的調(diào)度成本，建立考慮可再生能源出力不確定性的單時(shí)步優(yōu)化模型；

步驟2、運(yùn)用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式對(duì)單時(shí)步優(yōu)化模型進(jìn)行線性化處理；

步驟3、將線性處理后的模型轉(zhuǎn)化為雙層魯棒優(yōu)化模型，再運(yùn)用強(qiáng)對(duì)偶理論轉(zhuǎn)換為單層魯棒優(yōu)化模型，求解得到可再生能源無(wú)功和有功出力以及儲(chǔ)能設(shè)備出力；

步驟4、對(duì)系統(tǒng)內(nèi)可再生能源的無(wú)功出力和儲(chǔ)能設(shè)備的充電電量進(jìn)行調(diào)度。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：考慮了可再生能源出力的不確定性對(duì)電壓控制的影響，建立了單時(shí)步的魯棒優(yōu)化模型，并運(yùn)用強(qiáng)對(duì)偶定理對(duì)其求解，能夠保證在配電網(wǎng)受到大擾動(dòng)及可再生能源出力不確定性產(chǎn)生等惡劣場(chǎng)景下系統(tǒng)運(yùn)行滿足安全約束。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明考慮可再生能源出力不確定性的電壓控制策略優(yōu)化方法流程圖。

圖2為實(shí)際芬蘭配電網(wǎng)的20kv拓?fù)鋱D。

圖3為MV節(jié)點(diǎn)電壓控制曲線圖。

圖4為46節(jié)點(diǎn)電壓控制曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明方案。